تذفق اس آي ام دي المعززة (اس اس اي)

تذفق اس آي ام دي المعززة (اس اس اي)
في مجال الحوسبة، يعد تذفق اس آي ام دي المعززة (اس اس أي) مجموعة تعليمات نوع تعليمة واحدة وبيانات متعددة (اس آي ام دي) كإمتداد إلى بنية إكس 86, تم تصميمها بواسطة إنتل وتم عرضها في سنة 1999 مع سلسلة معالجاتها نوع بنتيوم 3, وذلك بعد فترة وجيزة من ظهور تقنية 3DNow! من إي إم دي. تحتوي اس اس أي على 70 تعليمة جديدة (65 استذكار باستخدام 70 ترميزًا), يعمل معظمها على بيانات النقطة العائمة ذات الدقة الواحدة. يمكن أن تؤدي تعليمات اس آي ام دي إلى زيادة الأداء بشكل كبير عند إجراء نفس العمليات بالضبط على كائنات ببيانات متعددة. التطبيقات النموذجية هي معالجة الإشارات الرقمية ومعالجة والرسومات.
كانت أول محاولة في مجال الـ اس آي ام دي في أي إيه-32 من قبل شركة انتل هو مجموعة تعليمات إم إم إكس. واجهت إم إم إكس مشكلتين رئيسيتين: انها تُعيد استخدام سجلات الفاصلة العائمة x87 الحالية جاعلة وحدات المعالجة المركزية غير قادرة على العمل على بيانات الفاصلة العائمة وبيانات اس آي ام دي في نفس الوقت، وعملت فقط على الأعداد الصحيحة. تعمل تعليمات النقطة العائمة اس اس أي على مجموعة تسجيل مستقلة جديدة, وسجلات إكس ام ام, وتضيف بعض الإرشادات الصحيحة التي تعمل على سجلات إم إم إكس.
السجلات
أضاف اس اس أي في الأصل ثمانية سجلات 128 بت جديدة تُعرف باسم XMM0 إلى XMM7 . في حين أضافت ملحقات ايه ام دي 86-64 من AMD (التي كانت تسمى في الأصل x86-64) ثمانية سجلات أخرى من XMM8 إلى XMM15 , ويتم تكرار هذا الاضافات في بنية انتل 64 . يوجد أيضًا سجل تحكم / حالة 32 بت جديد، MXCSR . التسجيلات من XMM8 إلى XMM15 يمكن الوصول إليها فقط في وضع التشغيل 64 بت.
استخدم SSE نوع بيانات واحدًا فقط لمسجلات إكس ام ام:
أربعة أرقام فاصلة عائمة أحادية الدقة 32 بت
ستقوم SSE2 لاحقًا بتوسيع استخدام سجلات XMM لتشمل:
رقمين 64 بت للفاصلة العائمة مزدوجة الدقة أو
عددين صحيحين 64 بت أو,
أربعة أعداد صحيحة 32 بت أو,
ثمانية أعداد صحيحة قصيرة 16 بت أو,
ستة عشر بايت أو حرفًا بحجم 8 بت.
نظرًا لأن سجلات 128 بت هذه عبارة عن اوضاع جهاز إضافية يجب أن يحتفظ بها نظام التشغيل عبر مفاتيح تبديل المهام، يتم تعطيلها افتراضيًا حتى يقوم نظام التشغيل بتمكينها بشكل صريح. هذا يعني أن نظام التشغيل يجب أن يعرف كيفية استخدام تعليمات FXSAVE و FXRSTOR, وهي عبارة عن زوج ممتد من التعليمات يمكنه حفظ جميع حالات تسجيل إكس 86 و SSE في وقت واحد. تمت إضافة هذا الدعم بسرعة إلى جميع أنظمة التشغيل IA-32 الرئيسية.
أول وحدة معالجة مركزية تدعم SSE هو معالج بنتيوم 3, يتشارك موارد التنفيذ بين SSE ووحدة النقطة العائمة (FPU). بينما يمكن للتطبيق المترجم تشذير تعليمات FPU و SSE جنبًا إلى جنب, فإن بنتيوم 3 لن يصدر تعليمات FPU أو SSE في دورة الساعة نفسها. يقلل هذا القيد من فعالية خطوط الأنابيب, لكن سجلات XMM المنفصلة تسمح بخلط عمليات SIMD والنقطة العائمة العددية دون اضعاف الأداء من تبديل وضع MMX / والنقطة العائمة الصريح.
تعليمات SSE
قدمت SSE تعليمات الفاصلة العائمة العددية والمعبأة.
تعليمات النقطة العائمة
ذاكرة للتسجيل / التسجيل في الذاكرة / التسجيل للتسجيل حركة البيانات
عددي - MOVSS
معبأة - MOVAPS, MOVUPS, MOVLPS, MOVHPS, MOVLHPS, MOVHLPS, MOVMSKPS
حسابي
عددي - ADDSS, SUBSS, MULSS, DIVSS, RCPSS, SQRTSS, MAXSS, MINSS, RSQRTSS
معبأة - ADDPS, SUBPS, MULPS, DIVPS, RCPPS, SQRTPS, MAXPS, MINPS, RSQRTPS
قارن
عددي - CMPSS, COMISS, UCOMISS
معبأة - CMPPS
خلط البيانات وتفريغها
معبأة - SHUFPS, UNPCKHPS, UNPCKLPS
تحويل نوع البيانات
عددي - CVTSI2SS, CVTSS2SI, CVTTSS2SI
معبأة - CVTPI2PS, CVTPS2PI, CVTTPS2PI
العمليات المنطقية على مستوى البت
معبأة - ANDPS, ORPS, XORPS, ANDNPS
تعليمات العدد الصحيح
حسابي
PMULHUW, PSADBW, PAVGB, PAVGW, PMAXUB, PMINUB, PMAXSW, PMINSW
حركة البيانات
PEXTRW, PINSRW
أخرى
PMOVMSKB, PSHUFW
تعليمات أخرى
إدارة MXCSR
LDMXCSR, STMXCSR
ذاكرة التخزين المؤقت وإدارة الذاكرة
MOVNTQ, MOVNTPS, MASKMOVQ, PREFETCH0, PREFETCH1, PREFETCH2, PREFETCHNTA, SFENCE
التعريف
يمكن استخدام البرامج التالية لتحديد إصدارات SSE المدعومة على النظام، إن وجدت
أداة تعريف معالج انتل
سي بي يو زيد - أداة تعريف وحدة المعالجة المركزية واللوحة الأم والذاكرة.
lscpu - يتم توفيرها بواسطة حزمة util-linux في معظم توزيعات لينكس.
المراجع
روابط خارجية
دليل إنتل الجوهر
أوامر إكس 86
برمجة